國產環氧瀝青混合料配合比設計

龔治東 湯曉慧 鄧萬軍

環氧瀝青由瀝青、環氧樹脂、固化劑以及其他添加劑等多種材料配合而成,其作為一種結合和粘結材料,經反應固化后形成了典型的熱固性材料,使瀝青物理力學性能產生質的飛躍,材料的粘附力、拉伸強度及斷裂延伸率均得到顯著提高,且從根本上改變普通瀝青的熱塑性,耐疲勞性能有數量級增加。

1 試驗方法和研究方案

[3]中積累的一些工程應用環氧瀝青混合料鋪裝的經驗,提出了相應的設計方法及我國環氧瀝青混合料鋪裝的指標(見表1)。本文根據國產環氧瀝青以及所選用礦料的性能指標參數,進行瀝青混合料試驗室配合比設計,通過馬歇爾試驗,確定礦料組成比例和最佳瀝青用量。

表1 環氧瀝青混合料技術指標及其技術要求

2 原材料選擇與試驗

試驗所用的原材料有環氧瀝青(組分A和組分B)、集料(鋪裝專用玄武巖集料)和礦粉等。本文所用是句容市寧武化工有限公司生產的國產環氧瀝青,A,B組分的質量比為1∶2.9。環氧瀝青混合料要求礦料干凈、堅硬、耐磨且非酸性,表面100%為破碎面,形狀以近似立方體為主。礦質填料采用石灰巖礦粉,至少含90%的碳酸鈣,不含活性石灰。參考國內多項鋼橋面鋪裝工程實踐,最后確定使用句容花山玄武巖。

參考JTG E42-2005公路工程集料試驗規程規定,對各種礦料取樣試驗,得各種礦料表觀相對密度匯總表(見表2)。

表2 各種礦料表觀相對密度匯總表

3 礦料級配的確定

參考各國鋼橋面鋪裝級配范圍,本文采用級配見表3。

表3 國產環氧瀝青混合料設計礦料級配

通過篩分試驗可以確定礦料的顆粒組成,根據環氧瀝青混合料的礦料級配范圍,經計算確定礦料的級配如表4所示。

表4 國產環氧瀝青混合料礦料級配組成計算

國產環氧瀝青混合料級配和合成級配曲線見圖1。

表5 馬歇爾試驗結果匯總表

4 最佳瀝青用量的確定

馬歇爾試驗結果見表5,表觀相對密度、空隙率、馬歇爾穩定度、流值和瀝青飽和度與瀝青混合料油石比關系曲線見圖2～圖6。

根據繪制出的各項性能指標與油石比關系曲線可以看出:

最大穩定度對應的油石比為6.0%,最大表觀相對密度對應的油石比為7.4%,空隙率范圍中值對應的油石比為7.6%,求取三者平均值作為最佳油石比的初始值OAC1=7.0%。

各項指標均符合瀝青混合料技術標準的瀝青用量范圍OACmin=6.9%,OACmax=7.6%,OAC2=(OACmin+OACmax)/2=7.2%,(OAC1+OAC2)/2=7.1%。

根據以往工程經驗,綜合確定國產環氧瀝青混凝土的最佳油石比為7.0%。

參考文獻:

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[3]黃 衛.大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計理論與方法[M].北京:人民交通出版社,2006.

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